Les relations "inter secteurs" étant appelées à connaître un essor important avec l'ouverture de la LGV Nord et du contournement de l'Est parisien, la commande de nouvelles rames proches des TGV Atlantique mais pouvant circuler partout en France fut passée dès 1990.
Livrées entre 1992 et 1994, ces cinquante rames sont légèrement plus puissantes que les rames Atlantique (moteurs de 1100 kW contre 1000) et ont une partie informatique plus moderne ; il n'y a plus que huit remorques, aux aménagements proches (mais il n'y a plus de compartiments "Club 4" en première classe et le bar est plus petit) et mieux isolées contre les effets de surpression dans les tunnels. Une version tricourant vit ensuite le jour pour les relations vers la Belgique et l'Italie.
Jusqu'à l'ouverture de la ligne TGV Méditerranée en 2001, la quasi totalité des trains empruntant la ligne TGV Nord ou reliant plusieurs "secteurs" est assurée par des rames Réseau, dont la capacité finira par se révéler trop faible et qui seront progressivement remplacées par des rames Duplex. La rame 502 a été radiée en 1998 suite à accident ; certains éléments encore en état furent utilisés pour le démonstrateur ELISA d'Alstom, puis sa motrice 28003 utilisée comme réserve.
A partir de 2006, les rames Réseau ont été rénovées intérieurement et principalement utilisées sur les nouvelles liaisons vers l'Est de la France ; dans la foulée, 16 rames sont profondément transformées, les motrices équipant de nouvelles rames RD ("réseau Duplex") et les remorques formant les rames POS destinées au trafic vers l'Allemagne et la Suisse. A cette occasion de cette vague de permutations, trois "nouvelles" rames 551 à 553 apparaissent : elles sont formées de motrices Réseau bicourant renumérotées encadrant les remorques ex tricourant 4507 à 9. Une rame provisoire N°554 (motrices et remorques de l'ex rame 4509 tricourant mais déjà mise au type bicourant) circula également lors de cette vague de transformations.
Les relations intersecteurs ont donc pour la plupart été abandonnées (sauf quelques unes vers l'Est), avec remplacement soit par des TGV Sud Est rénovation 2, soit par des TGV Duplex.
A la surprise générale, vu leur faible âge et leur compatibilité avec toutes les séries plus récentes, une première radiation d'une rame "saine" a été prononcée en juin 2015, suivies d'autres en 2016 (certaines d'entre elles ont vu leurs motrices conservées comme réserve notamment en remplacement de motrices Duplex accidentées). Outre un sureffectif en rames TGV suite à la suppression de certaines dessertes ou à leur conversion en rames Duplex, des problèmes de corrosion de certaines caisses expliqueraient ce retrait anticipé. Les 26 rames conservées ont toutes reçues la nouvelle livrée carmillon puis le label Inoui.
| Année | 1992 | 1993 | 1994 |
| Mises en service | 12 | 31 | 7 |
| Parc total en fin d'année | 12 | 43 | 50 |
| Remorque | Etat d'origine | Après rénovation "Lacroix" |
| 281500 (R1) | 42 places, 1ere classe non fumeurs (Coach et Salon 6 places) | 32 places 1ere (Coach), 16 places 2eme (Kiosque / vélos) |
| 282500 (R2) | 39 places, 1ere classe non fumeurs (Coach) | 39 places, 1ere classe (Coach) |
| 283500 (R3) | 39 places, 1ere classe fumeurs (Coach) | 39 places, 1ere classe (Coach) |
| 284500 (R4) | bar et 16 places, 2eme classe non fumeurs (4 Carrés) | bar et 10 places, 2eme classe (2 carrés) ; local contrôleur |
| 285500 (R5) | 56 places, 2eme classe fumeurs (Coach) | 52 places, 2eme classe (Coach) |
| 286500 (R6) | 56 places, 2eme classe non fumeurs (Coach et 2 Carrés) | 52 places, 2eme classe (Coach et 2 Carrés) |
| 287500 (R7) | 56 places, 2eme classe non fumeurs (Coach et 2 Carrés) | 52 places, 2eme classe (Coach et 2 Carrés) |
| 288500 (R8) | 73 places, 2eme classe non fumeurs (Coach et 4 Carrés) | 68 places, 2eme classe (Coach et 4 Carrés) |
